“PATOLOGIA COMPARATA DELLE INFEZIONI DA MORBILLIVIRUS

ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
Patologia comparata delle infezioni da Morbillivirus
nei mammiferi acquatici
Comparative pathology of Morbillivirus infections
in aquatic mammals
Giovanni Di Guardo1*, Leonardo Della Salda1, Giuseppe Marruchella1,
Umberto Agrimi2, Giuliana Terracciano3, Seamus Kennedy4
1
Università degli Studi di Teramo, Facoltà di Medicina Veterinaria, Dipartimento di Scienze Biomediche
Comparate, Piazza Aldo Moro, 45 – 64100 Teramo
2
Istituto Superiore di Sanità, Laboratorio di Medicina Veterinaria, Viale Regina Elena, 299 – 00161 Roma
3
Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Lazio e della Toscana, Dipartimento Territoriale di Pisa,
Via Lucchese, 2 – 56100 Pisa
4
Department of Agriculture and Rural Development for Northern Ireland, Veterinary Sciences Division –
Stormont, Belfast, BT4 3SD, Northern Ireland (UK)
_______________________________
RIASSUNTO - A partire dal 1987, almeno 8 differenti epidemie sostenute da morbillivirus hanno causato
altrettanti episodi di mortalità collettiva nelle popolazioni di pinnipedi e di cetacei dell’intero pianeta. I virus
responsabili di tali epidemie, tutti appartenenti al genere Morbillivirus (Fam. Paramyxoviridae), sono stati
ulteriormente caratterizzati dal punto di vista genomico ed antigenico grazie ad opportune indagini di tipo
biomolecolare. È stato così possibile distinguerli in ceppi di virus del cimurro (“Canine Distemper Virus”,
CDV), in grado di infettare i pinnipedi, nonché in tre nuovi morbillivirus, mai segnalati prima, denominati
rispettivamente “Phocid (Phocine) Distemper Virus” (PDV), “Porpoise Morbillivirus” (PMV) e “Dolphin
Morbillivirus” (DVM), il primo in grado di infettare i pinnipedi, i rimanenti due i cetacei. Questi ultimi sono stati
più recentemente riuniti nella comune definizione di “Cetacean Morbillivirus” (CMV). I reperti anatomoistopatologici più comunemente osservabili nel corso di tali infezioni consistono: a) in una polmonite broncointerstiziale bilaterale non purulenta, caratterizzata a sua volta da iperplasia dei pneumociti di tipo II e dalla
formazione di sincizi endobronchiali, endobronchiolari ed endoalveolari di tipo Warthin-Finkeldey; b) in
un’encefalite multifocale non purulenta; c) in una grave e generalizzata deplezione dei tessuti linfo-reticolari
dell’ospite. Inoltre, è di assai frequente riscontro la presenza di inclusioni virali eosinofile, intracitoplasmatiche
ed intranucleari, rilevabili all’interno delle cellule dell’epitelio nasale, tracheale, bronchiale, bronchiolare ed
alveolare (pneumociti di tipo II), nonché nei neuroni, negli astrociti e nelle cellule ependimali. Tali inclusioni,
alla stessa stregua dei suddetti elementi cellulari e delle cellule linfoidi, risultano spesso positive alle indagini
immunoistochimiche volte a dimostrare la presenza di specifici antigeni morbillivirali. Sebbene le infezioni
morbillivirali dei mammiferi acquatici siano state oggetto di molteplici indagini nel corso degli ultimi 15 anni,
numerosi risultano tuttora i quesiti insoluti e meritevoli di ulteriore attività di ricerca in tale ambito. In particolare,
rimangono del tutto aperte le questioni relative all’origine di tali virus, al loro spettro d’ospite in vivo
(quest’ultimo comprendente anche i mammiferi terrestri), alla loro patogenicità, alla loro ecologia ed alla loro
epidemiologia. Rimane infine da chiarire l’eventuale effetto sinergizzante che certi contaminanti ambientali, quali
in particolare gli organoclorurati (PCB, diossine, 4-4’ DDE, ecc.) ed i metalli pesanti (Hg, Pb, Cd, ecc.),
potrebbero svolgere nel modulare l’azione patogena e l’attività patogenetica dei morbillivirus nei mammiferi
acquatici.
SUMMARY - Starting from 1987, at least eight morbillivirus infection (MI) epidemics have caused mass mortality
in several free-living pinniped and cetacean populations around the world. The responsible agents all belong to
the genus Morbillivirus (Family Paramyxoviridae) and have been characterized as either “Canine Distemper
Virus” (CDV) strains, infecting pinnipeds, or as three new morbilliviruses, namely “Phocid (Phocine) Distemper
Virus” (PDV) of pinnipeds, “Porpoise Morbillivirus” (PMV) and “Dolphin Morbillivirus” (DMV). The latter two
viruses are currently gathered under the common denomination of “Cetacean Morbillivirus” (CMV). At postmortem examination, a commonly occurring macroscopic lesion is represented by a more or less severe bilateral
pneumonia, with consolidation, congestion and oedema of both lungs, which fail to collapse. Histologically, a
non-suppurative broncho-interstitial pneumonia, characterized by type II pneumocyte hyperplasia and
intrabronchial, intrabronchiolar and endoalveolar “Warthin-Finkeldey type” syncytia, as well as a multifocal,
non-suppurative encephalitis, associated with a severe and generalized lymphoid tissue depletion, are common
15
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
pathological findings. Furthermore, eosinophilic viral inclusions are often detected, at both intracytoplasmic and
intranuclear level, within bronchial and bronchiolar epithelial, pulmonary syncytial, neuronal and other cell
types. These inclusions, together with lymphoid and other cellular elements, are often found
immunohistochemically positive for morbillivirus antigens. Although much high quality scientific work has been
carried out during the last 15 years in the context of MI in aquatic mammals, there still remain a number of
relevant issues requiring further research activity. Among these, hitherto unsolved questions concern the origin
and the evolutionary phylogeny of such viruses, as well as their host range (including also terrestrial mammals),
pathogenicity, ecology and epidemiology. In this respect, it should be also underlined that, apart from the lack of
detailed scientific information regarding the pathogenesis of MI in sea mammals, such infections may represent
useful comparative pathology models in the study of similar disease conditions in man and terrestrial mammal
species. Finally, another crucial matter is that regarding the potential synergistic effect, if any, of a number of
environmental pollutants, with special emphasis on certain organochlorines (PCBs, dioxins, 4-4’DDE, etc.) and
heavy metals (Hg, Pb, Cd, etc.), in modulating the pathogenic and pathogenetic activity of sea mammal
morbilliviruses.
Key words: Morbillivirus, Pathology, Immunohistochemistry, Aquatic mammals, Pollutants.
______________________________
* Corresponding Author: Prof. Giovanni Di Guardo, DVM, Dipl. ECVP, Università degli Studi di Teramo,
Facoltà di Medicina Veterinaria, Dipartimento di Scienze Biomediche Comparate, Piazza Aldo Moro, 45 - 64100
- Teramo, Italia; Tel. 0861-266933; Fax 0861-266865; E-mail: [email protected]
INTRODUZIONE
L’interesse scientifico relativo allo studio della patologia dei mammiferi acquatici si è
notevolmente accresciuto a seguito dell’identificazione, dal 1987-88 in avanti, di una serie di
nuovi agenti virali appartenenti al genere Morbillivirus. Tale genere virale appartiene alla
famiglia Paramyxoviridae e comprende un gruppo di virus ad RNA monocatenario, provvisti
di envelope, tutti sierologicamente correlati e privi di attività neuraminidasica (Kennedy,
1998).
Fino al 1988 erano stati identificati soltanto quattro morbillivirus, i quali si erano fino ad
allora dimostrati in grado di sostenere infezioni in numerose specie di mammiferi terrestri,
causando spesso delle vere e proprie epidemie in popolazioni precedentemente non esposte
al contagio e pertanto prive di una protezione immunitaria specifica. I quattro agenti in
questione sono il virus del morbillo umano (“Measles Virus”, MV), il virus del cimurro
canino (“Canine Distemper Virus”, CDV), il virus della peste bovina (“Rinderpest Virus”,
RPV) ed il virus della peste dei piccoli ruminanti (“Peste-des-Petits Ruminants Virus”,
PPRV).
Negli ultimi quindici anni sono state documentate almeno otto diverse epidemie sostenute
da morbillivirus in più specie di mammiferi acquatici. Lo studio approfondito di tali eventi
epidemici ha portato all’identificazione ed alla caratterizzazione di almeno tre nuovi agenti
virali appartenenti al genere Morbillivirus, del tutto sconosciuti rispetto a quelli noti fino ad
allora (Kennedy, 1998).
Il presente lavoro ha lo scopo di fornire una sintetica rassegna in merito ai principali aspetti
delle infezioni morbillivirali nei mammiferi acquatici, con particolare riferimento alle
caratteristiche biologiche di tali agenti virali, all’epidemiologia, alla patogenesi ed alle
peculiari lesioni anatomo-istopatologiche, nonché ai relativi quadri immunoistochimici
riscontrati nel corso delle suddette infezioni sia nei pinnipedi, sia nei cetacei.
16
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
LE EPIDEMIE MORBILLIVIRALI NEI MAMMIFERI ACQUATICI
Nel 1988 circa 18.000 foche comuni (Phoca vitulina) ed alcune centinaia di foche grigie
(Halichoerus grypus) furono coinvolte, lungo le coste dell’Europa settentrionale, in un grave
episodio di moria collettiva. L’ipotesi relativa ad un’origine morbillivirale dell’epidemia
venne inizialmente avanzata, non senza posizioni contrastanti in materia, sulla base
dell’osservazione di lesioni anatomo-istopatologiche molto simili a quelle tipicamente
documentate in corso di infezione da CDV nella specie canina. Tale ipotesi venne
successivamente avvalorata dai risultati delle indagini immunoistochimiche, sierologiche e
virologiche condotte su numerosi animali pervenuti ad exitus. L’agente causale in questione
si dimostrò essere un nuovo membro del genere Morbillivirus, mai identificato prima di
allora e denominato “Phocine (Phocid) Distemper Virus” (PDV) (Kennedy et al., 1988a;
Cosby et al., 1988). Ad un analogo agente virale è stata successivamente attribuita la
responsabilità causale di un ulteriore grave episodio di mortalità collettiva che ancora una
volta ha interessato le popolazioni di foche del Mare del Nord nel corso del 2002, con oltre
21.000 decessi stimati nell’arco di soli sei mesi (Jauniaux & Coignoul, 2003).
Contemporaneamente all’episodio verificatosi nel 1988 lungo le coste dell’Europa
settentrionale, migliaia di foche del lago Baikal (Phoca sibirica), in Siberia, manifestarono
quadri clinici ed anatomo-istopatologici del tutto sovrapponibili a quelli presenti nelle foche
europee. I successivi studi di caratterizzazione genomica ed antigenica degli stipiti virali
isolati nel corso dei due succitati episodi di mortalità collettiva esclusero comunque ogni
eventuale nesso epidemiologico fra i due eventi, individuando in uno stipite di CDV l’agente
eziologico responsabile dell’epidemia nelle foche del lago Baikal (Osterhaus et al., 1989;
Mamaev et al., 1996). Ad un ceppo del medesimo agente virale (CDV) è stata pure ascritta la
responsabilità causale del grave episodio di mortalità collettiva che, durante la primavera del
2000, ha coinvolto oltre 10.000 foche del Mar Caspio (Phoca caspica) (Kennedy et al.,
2000).
Risalgono al 1988 anche le prime epidemie morbillivirali descritte nei cetacei. Lesioni
simil-cimurrose vennero dapprima osservate in sei focene (Phocoena phocoena) rinvenute
spiaggiate sulle coste irlandesi, mentre casi analoghi vennero successivamente descritti in
focene spiaggiatesi lungo le coste inglesi, scozzesi ed olandesi. Sebbene in un primo
momento fosse stata ipotizzata una trasmissione interspecifica di PDV, le successive
indagini di caratterizzazione biomolecolare condotte sui ceppi virali isolati dalla foca e dalla
focena consentirono l’identificazione di un ulteriore “nuovo” morbillivirus dei mammiferi
acquatici, denominato “Porpoise Morbillivirus” (PMV) (Kennedy et al., 1988b; Visser et al.,
1993).
A seguire, una grave epidemia morbillivirale interessò, a partire dal 1990, le popolazioni di
stenelle striate (Stenella coeruleoalba) residenti lungo le coste spagnole del Mediterraneo.
L’episodio si diffuse quindi verso oriente fino ad interessare progressivamente le coste
francesi, italiane, greche e turche, prima di attenuarsi in maniera considerevole nel corso del
1992 (Domingo et al., 1990; Di Guardo et al., 1992a; Di Guardo et al., 1992b; Barrett et al.,
1995; Kennedy, 1998). Le indagini biomolecolari consentirono anche in questo caso
l’individuazione e la successiva caratterizzazione di un terzo “nuovo” agente, denominato
“Dolphin Morbillivirus” (DMV) ed intimamente correlato dal punto di vista genomico ed
antigenico con il PMV. A conferma di quanto sopra, i due virus succitati sono stati riuniti
sotto la comune denominazione di “Cetacean Morbillivirus” (CMV) (Blixenkrone-Moller et
al., 1994).
Si ritiene altresì che il DMV ed il PMV siano stati all’origine di un’ulteriore epidemia che,
nel periodo 1987-88, causò la morte di circa il 50% dei tursiopi (Tursiops truncatus)
residenti lungo la costa orientale degli Stati Uniti (Krafft et al., 1995). Tale epidemia venne
17
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
inizialmente attribuita all’azione di una tossina algale (“brevitossina”) prodotta da un
dinoflagellato marino (Ptychodiscus brevis) (Geraci, 1989). Al solo PMV è stata invece
ascritta la responsabilità eziologia di una successiva epidemia, di entità comunque ben più
limitata rispetto alla precedente, che ha interessato la stessa specie (T. truncatus) lungo il
Golfo del Messico nel biennio 1993-‘94 (Krafft et al., 1995).
Sebbene non sia l’ultima in ordine di tempo, pur tuttavia riteniamo utile citare con
particolare enfasi il gravissimo episodio di mortalità collettiva che, nel corso del 1997, ha
interessato lungo le coste della Mauritania la locale popolazione di foca monaca (Monachus
monachus), una specie peraltro già ritenuta a forte rischio di estinzione. La causa
dell’episodio in oggetto è stata ascritta, anche in questo caso, ad un nuovo morbillivirus,
filogeneticamente correlato al DMV e denominato “Monk Seal Morbillivirus” (MSMV)
(Osterhaus et al., 1997).
I MORBILLIVIRUS DEI MAMMIFERI ACQUATICI
L’origine dei morbillivirus descritti in diverse specie di mammiferi acquatici risulta tuttora
sconosciuta, nonostante la loro caratterizzazione genomica ed antigenica abbia consentito di
classificarli come agenti virali del tutto nuovi (PDV, CMV), piuttosto che come stipiti (o
varianti) di morbillivirus preesistenti (CDV) (Kennedy, 1998).
Attualmente si ritiene che alcuni mammiferi terrestri, infettati da CDV, abbiano
rappresentato la fonte di contagio per le foche del lago Baikal (P. sibirica). A sostegno di
quanto sopra, infatti, l’infezione cimurrosa è estremamente diffusa nella popolazione canina
di tale area geografica e la stessa può coinvolgere anche altre specie animali (canidi,
mustelidi, ecc.), con effetti talvolta devastanti sulle popolazioni selvatiche. Si è anche
ipotizzato che l’origine di tale epidemia fosse ascrivibile all’impiego di uno stipite vaccinale
attenuato di CDV, ampiamente utilizzato in Siberia per la profilassi immunizzante nel cane e
nel visone. Le indagini biomolecolari, ed in modo particolare il sequenziamento dei geni che
codificano per l’emoagglutinina (H, “haemagglutinin”) e per la fosfoproteina (P,
“phosphoprotein”), hanno comunque escluso questa eventualità, dimostrando inoltre che
CDV ha continuato a circolare nella popolazione di P. sibirica anche successivamente al
1988 (Mamaev et al., 1996).
Ancora più oscura è l’origine del PDV, nonché del PMV e del DMV, ora riuniti come
precedentemente accennato sotto la comune denominazione di CMV. A tal proposito, lo
studio analitico delle sequenze nucleotidiche dei geni che codificano per gli antigeni H, N
(“nucleoprotein”), F (“fusion protein”), P, L (“large protein”) ed M (“matrix protein”) ha
dimostrato che PDV è filogeneticamente più vicino a CDV rispetto agli altri morbillivirus
conosciuti. Si tratta, in ogni caso, di differenze tali da giustificarne la classificazione in due
specie virali distinte (Blixenkrone-Moller et al., 1992).
Viceversa, i morbillivirus dei cetacei (DMV e PMV) risultano più intimamente correlati,
dal punto di vista genomico ed antigenico, ai morbillivirus dei ruminanti (RPV, PPRV).
Inoltre, i due succitati agenti differiscono fra loro solo in corrispondenza di pochi epitopi e
vengono attualmente considerati come stipiti di una medesima specie virale (CMV) (Visser
et al., 1993).
Per quanto più specificamente concerne l’origine epidemica di tali infezioni, sulla base delle
indagini siero-epidemiologiche effettuate su materiale biologico “di archivio”, si ritiene che
un’infezione morbillivirale a carattere “endemico” presente in alcune popolazioni di
mammiferi acquatici possa aver costituito la fonte di contagio per alcune specie fino a quel
momento considerate indenni. In proposito, alterazioni nel comportamento “migratorio” di
alcuni animali infetti potrebbero aver determinato l’introduzione di “nuovi” virus all’interno
18
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
delle suddette popolazioni indenni, scatenando la comparsa di vere e proprie epidemie. In tal
senso, il ruolo epidemiologico giocato dagli animali infetti in forma subclinica potrebbe
essere stato di ben più rilevante impatto rispetto a quello svolto dai soggetti in preda alla
malattia clinicamente conclamata. Più in particolare, è stato ipotizzato che le foche della
Groenlandia (Phoca groenlandica) abbiano veicolato il PDV all’interno delle popolazioni di
P. vitulina e di H. grypus dell’Europa nord-occidentale (Dietz et al., 1989), mentre il
globicefalo (Globicephala melas) potrebbe aver esplicato un analogo ruolo epidemiologico
rispetto alle infezioni morbillivirali ad andamento epidemico nei cetacei, veicolando il DMV
dalle coste nord-americane al Mar Mediterraneo (Duignan et al., 1995).
CENNI PATOGENETICI
Nessun dato è attualmente disponibile in merito alla patogenesi delle infezioni
morbillivirali dei cetacei e solo pochi studi dettagliati sono stati finora condotti nei pinnipedi
(Harder et al., 1990; Kennedy, 1998). A tal proposito, nell’ambito delle diverse
problematiche scientifiche che più o meno direttamente investono la materia, rimane tuttora
da chiarire l’eventuale effetto sinergizzante che certi contaminanti ambientali assunti per via
alimentare, quali in particolare gli organoclorurati (PCB, diossine, 4-4’ DDE, ecc.) ed i
metalli pesanti (Hg, Pb, Cd, ecc.), potrebbero svolgere nel modulare l’azione patogena e
l’attività patogenetica dei morbillivirus nei mammiferi acquatici (De Swart et al., 1994;
Kennedy, 1998; Di Guardo et al., 2003).
ASPETTI SINTOMATOLOGICI
Le principali manifestazioni cliniche dell’infezione sostenuta da PDV nei pinnipedi sono
essenzialmente sovrapponibili a quelle già descritte in corso di infezione da CDV nel cane,
essendo pertanto caratterizzate da ipertermia febbrile, disturbi respiratori, gastrointestinali e
neurologici. A queste si può comunemente associare un più o meno marcato enfisema
sottocutaneo a livello delle regioni cervicali e toraciche, che determina una ridotta capacità
di immersione.
Estremamente scarni i dati clinici a disposizione relativamente alle infezioni morbillivirali
dei cetacei. Le manifestazioni sintomatologiche osservate nelle stenelle striate rinvenute
spiaggiate sulle coste spagnole durante l’epidemia del 1990 sono state di tipo esclusivamente
neurologico-comportamentale (Domingo et al., 1992).
LESIONI ANATOMO-ISTOPATOLOGICHE E RILIEVI IMMUNOISTOCHIMICI
In corso di infezioni morbillivirali, la principale alterazione macroscopica rilevabile
all’esame post-mortem, sia nei pinnipedi sia nei cetacei, è pressoché invariabilmente
costituita da una grave polmonite bilaterale. I polmoni interessati da tale processo lesivo non
collassano, si presentano intensamente congesti ed edematosi e mostrano inoltre un evidente
enfisema interlobulare e subpleurico (Foto 1), che si rende evidente anche in sede
mediastinica. Contestualmente, è di comune riscontro l’osservazione, spesso congiunta, di
ascessi polmonari e granulomi parassitari. All’esame della cavità toracica possono rendersi
altresì evidenti l’edema e l’aumento di volume dei linfonodi polmonari e peribronchiali,
unitamente alla presenza di versamenti in sede pleurica (idrotorace) e pericardica
(idropericardio).
19
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
Ulteriori lesioni apprezzabili, seppur incostantemente, all’esame anatomo-patologico sono
rappresentate, nei cetacei, da edema sottocutaneo, congestione epatica, encefalite
emorragico-necrotizzante, stomato-gengivite e glossite di tipo ulcerativo o vescicolareerosivo (stenella), nonchè da una cheratite bilaterale (foca) (Kennedy et al., 1989; Kennedy
et al., 1991; Domingo et al., 1992; Di Guardo et al., 1992a; Di Guardo et al., 1992b).
Le lesioni istopatologiche descritte nei pinnipedi in corso d’infezione morbillivirale sono
in buona parte o del tutto sovrapponibili a quelle osservate nei mammiferi terrestri. I quadri
lesivi più eclatanti sono rilevabili a carico dell’apparato respiratorio, del sistema nervoso
centrale (SNC), del tessuto linfatico e dell’apparato digerente.
Istologicamente, le lesioni a livello dell’apparato respiratorio sono inquadrabili in una
polmonite bronchiolo-interstiziale diffusa o multifocale, variabile da subacuta a cronica e
sovente caratterizzata da più o meno marcate espressioni proliferative dei pneumociti di tipo
II. Di frequente riscontro sono pure fenomeni di necrosi degli epiteli e delle pareti bronchiali
e bronchiolari, al cui interno si osservano abbondante essudato siero-fibrinoso e cospicua
infiltrazione leucocitaria e macrofagico-istiocitaria, analogamente con quanto si osserva pure
nei lumi di numerosi alveoli. La parete alveolare può presentare più o meno evidenti segni di
congestione, edema e “fetalizzazione” epiteliale ed al suo interno sono comunemente
reperibili estese emorragie e formazione di membrane ialine. Nei setti interalveolari sono
inoltre presenti edema, più o meno abbondanti depositi di tessuto fibro-reticolo-connettivale
ed infiltrati flogistici macrofagico-istiocitari, leucocitari e linfocitari. La caratteristica
istopatologica più saliente, e pressoché patognomonica, dell’infezione in sede polmonare è
però costituita dalla presenza nei bronchioli, negli alveoli e, meno frequentemente, nei setti
interalveolari, di voluminosi sincizi multinucleati di tipo Warthin-Finkeldey (Foto 2), spesso
contenenti, analogamente alle cellule dell’epitelio bronchiale (Foto 3), bronchiolare ed
alveolare, una o più inclusioni virali acidofile nucleari e/o citoplasmatiche. Tali inclusi
possono essere singoli o multipli, di circa 10-20 µm di diametro, di forma ovoidale o
tondeggiante e provvisti di bordi netti. I sincizi e gli inclusi sono molto più numerosi nei
cetacei. Le lesioni primarie virus-indotte sono spesso sovrastate dalla concomitante presenza
di infezioni batteriche e parassitarie.
Cimentando i tessuti in esame con anticorpi monoclonali nei confronti delle diverse
frazioni antigeniche di PDV è possibile dimostrare elevate quantità di antigene virale nelle
cellule degli epiteli bronchiali e bronchiolari, nonché in quelle dell’epitelio alveolare, negli
istiociti ed in numerosi sincizi multinucleati endobronchiali, endobronchiolari, endoalveolari
ed interstiziali (Foto 4) (Kennedy et al., 1989; Kennedy et al., 1991; Domingo et al., 1992;
Di Guardo et al., 1992a; Di Guardo et al., 1992b).
Le principali alterazioni neuroistopatologiche riscontrate in corso d’infezione
morbillivirale nei mammiferi acquatici non si discostano sostanzialmente dalle classiche
espressioni morfolesive evidenziabili nelle encefaliti virali dell’uomo e degli animali, con
comparsa di multipli manicotti perivasali di cellule infiammatorie mononucleate, di
degenerazione e di necrosi neuronale, di gliosi (microgliosi) focale o diffusa e di
neuronofagia. Le lesioni infiammatorie risultano prevalentemente localizzate a livello di
corteccia cerebrale, dove possono presentare una distribuzione laminare (diffusa) o
multifocale. All’interno dei neuroni è frequente il riscontro di più o meno voluminose
inclusioni virali acidofile, intracitoplasmatiche e/o intranucleari (Foto 5).
Solo nella foca sono presenti estesi focolai di demielinizzazione a livello della sostanza
bianca sub-ependimale e, occasionalmente, sub-meningea. Sempre a carico della sostanza
bianca possono essere presenti, sia nei pinnipedi, sia nei cetacei, più o meno estesi focolai
malacici, contenenti a loro volta sincizi a 2-6 nuclei; le espressioni lesive più importanti e
significative a tale livello sono comunque rappresentate da una marcata microgliosi ed
astrocitosi, quest’ultima caratterizzata da fenomeni di proliferazione di determinati elementi
20
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
1
2
3
4
5
6
Foto 1 - Foca comune (Phoca vitulina). Infezione da PDV. Polmone. Grave ed estesa polmonite bilaterale.
Foto 2 - Stenella striata (Stenella coeruleoalba). Infezione da CMV. Polmone. Un elemento sinciziale di tipo Warthin-Finkeldey è chiaramente
riconoscibile nel contesto di un infiltrato infiammatorio costituito in massima parte da elementi cellulari mononucleati. E.E.
Foto 3 - Foca comune (P. vitulina). Infezione da PDV. Polmone. Corpi inclusi virali eosinofilici si osservano all’interno del citoplasma di
singoli elementi epiteliali della parete bronchiale (frecce). E.E.
Foto 4 - Stenella striata (S. coeruleoalba). Infezione da CMV. Polmone. Reazione immunoperossidasica intensamente positiva a livello di
pneumociti di tipo II iperplastici, di macrofagi endoalveolari e di un elemento sinciziale endoalveolare di tipo Warthin-Finkeldey. Quest’ultimo
mostra inoltre alcuni corpi inclusi intranucleari intensamente immunoreattivi. Metodo avidina-biotina-perossidasi sviluppato utilizzando un
anticorpo monoclonale (MoAb) specifico per l’antigene P di PDV. Colorazione di contrasto con ematossilina di Mayer.
Foto 5 - Stenella striata (S. coeruleoalba). Infezione da CMV. Encefalo. Corpi inclusi intranucleari eosinofilici sono chiaramente riconoscibili
all’interno di singoli neuroni. E.E.
Foto 6 - Stenella striata (S. coeruleoalba). Infezione da CMV. Encefalo. Una reazione immunoperossidasica intensamente positiva, diffusa e
puntiforme, è ben riconoscibile in corrispondenza rispettivamente dei neuroni della sostanza grigia subcorticale e del neuropilo circostante. Da
notare la presenza, all’interno di singoli neuroni, di corpi inclusi intranucleari intensamente immunoreattivi. Metodo avidina-biotina-perossidasi
sviluppato utilizzando un anticorpo monoclonale (MoAb) specifico per l’antigene H di PDV. Colorazione di contrasto con
ematossilina di Mayer.
Photo 1 - Common seal (Phoca vitulina). PDV infection. Lung. Macroscopic evidence of severe bilateral pneumonia.
Photo 2 - Striped dolphin (Stenella coeruleoalba). CMV infection. Lung. A prominent endoalveolar Warthin-Finkeldey type syncytium is clearly
recognizable in the context of a mononuclear cell inflammatory exudate.
Photo 3 - Common seal (P. vitulina). PDV infection. Lung. Eosinophilic intracytoplasmic viral inclusion bodies are observed within single
epithelial elements of the bronchial wall (arrows).
Photo 4 - Striped dolphin (S. coeruleoalba). CMV infection. Lung. Intense immunostaining for morbilliviral antigen is observed in hyperplastic
type II pneumocytes, in endoalveolar macrophages and in a large intraalveolar Warthin-Finkeldey type syncytium, in which some intranuclear
inclusion bodies are also immunoreactive. Immunoperoxidase technique with a MoAb to the P antigen of PDV as primary Ab. Mayer’s
haematoxylin counterstain.
Photo 5 - Striped dolphin (S. coeruleoalba). CMV infection. Brain. Prominent eosinophilic intranuclear viral inclusion bodies are seen within
single neurons.
Photo 6 - Striped dolphin (S. coeruleoalba). CMV infection. Brain. A diffuse and a punctate immunostaining pattern for morbilliviral antigen are
respectively detected in grey matter subcortical neurons and in the surrounding neuropil. Most notably, the neuronal cell intranuclear inclusion
bodies shown above are strongly immunoreactive. Immunoperoxidase technique with a MoAb to the H protein of PDV as primary Ab. Mayer’s
haematoxylin counterstain.
21
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
astrogliali (“gemistocytic astrocytes”) a citoplasma debolmente eosinofilo, con uno o più
nuclei eccentrici, spesso in atteggiamento mitotico ed ospitanti inclusioni virali acidofile,
nonché in preda a vari stati alterativo-regressivi nucleo-citoplasmatici.
Facendo ricorso alle summenzionate indagini immunoistochimiche, è possibile dimostrare
la presenza di notevoli quantità di antigene virale in molti neuroni della corteccia cerebrale il
cui nucleo, pericario, assone e dendriti appaiono intensamente colorati, come pure nelle
cellule astrogliali e microgliali. Immunodepositi fortemente reattivi si osservano inoltre in
corrispondenza delle inclusioni virali, nucleari e citoplasmatiche, intraneuronali (Foto 6), in
numerosi linfociti perivascolari e, occasionalmente, anche in cellule ependimali ed in
macrofagi infiltranti le meningi (Kennedy et al., 1989; Kennedy et al., 1991; Domingo et al.,
1992; Di Guardo et al., 1992a; Di Guardo et al., 1992b).
Una grave linfocitolisi (necrosi cariorettica) associata a marcata deplezione linfocitaria
costituiscono le modificazioni istolesive più evidenti a carico dei linfonodi, della milza, del
GALT (“Gut-Associated Lymphoid Tissue”) e del timo. Nei cetacei è di comune rilievo
anche la presenza di elementi sinciziali, particolarmente numerosi in ambito linfonodale,
analogamente a quanto è possibile osservare in corso di morbillo e di peste bovina.
Immunoistochimicamente, è possibile osservare reazioni positive specifiche a livello di
cellule linfoidi in ambito sia splenico, sia linfonodale (Kennedy et al., 1989; Kennedy et al.,
1991; Domingo et al., 1992; Di Guardo et al., 1992a; Di Guardo et al., 1992b).
Corpi inclusi intracitoplasmatici e positività alle indagini immunoistochimiche sono inoltre
stati osservati in corrispondenza dell’epitelio vescicale, del bacinetto renale, dei dotti
pancreatici e biliari, nonché dell’apparato gastroenterico. Nei cetacei, la presenza di corpi
inclusi è stata pure documentata nell’epitelio dell’uretra peniena, del prepuzio, dell’ovidutto,
della vagina, della ghiandola lacrimale, della cute e delle cellule degli acini pancreatici
Degno di nota è infine l’occasionale riscontro, nella stenella, di alterazioni flogistiche
caratterizzate dalla comparsa di sincizi multinucleati, in sede mammaria, ove possono
rinvenirsi pure abbondanti quantità di antigene virale, elemento quest’ultimo che
suggerirebbe la possibilità di una eliminazione dell’agente per via lattea (Kennedy et al.,
1989; Kennedy et al., 1991; Domingo et al., 1992; Di Guardo et al., 1992a; Di Guardo et al.,
1992b).
CONCLUSIONI
Sebbene le infezioni morbillivirali dei mammiferi acquatici siano state oggetto, nel corso
degli ultimi 15 anni, di una rilevante mole di qualificate indagini, numerosi risultano tuttora i
quesiti insoluti e meritevoli di ulteriore attività di ricerca in tale ambito. In particolare,
rimangono del tutto aperte le questioni relative all’origine di tali virus, al loro spettro
d’ospite in vivo (quest’ultimo comprendente anche i mammiferi terrestri), alla loro
patogenicità, alla loro ecologia ed alla loro epidemiologia. Rimane infine da chiarire
l’eventuale effetto sinergizzante che certi contaminanti ambientali, quali in particolare gli
organoclorurati (PCB, diossine, 4-4’ DDE, ecc.) ed i metalli pesanti (Hg, Pb, Cd, ecc.),
potrebbero svolgere nel modulare l’azione patogena e l’attività patogenetica dei
morbillivirus nei mammiferi acquatici.
Pertanto, si ritiene assolutamente auspicabile una continua attività di monitoraggio e di
ricerca che permetta di meglio definire le caratteristiche epidemiologiche e patogenetiche
delle infezioni morbillivirali nei mammiferi acquatici, infezioni che si sono rivelate in grado
di compromettere seriamente la sopravvivenza di specie animali a rischio di estinzione e che
si connotano, a pieno titolo, quali validi modelli di studio in ambito di patologia comparata.
22
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
RINGRAZIAMENTI
Si ringrazia sentitamente il Dott. A. Trudgett (Queen’s University, Belfast, Irlanda del
Nord, UK) per aver fornito gli anticorpi monoclonali (MoAbs) anti-PVD utilizzati nel
presente lavoro.
BIBLIOGRAFIA
Barrett T., Blixenkrone-Moller M., Di Guardo G., Domingo M., Duignan P., Hall A., Mamaev L. &
Osterhaus A.D.M.E. (1995) Morbilliviruses in aquatic mammals: report on round table discussion.
Veterinary Microbiology, 44 (2-4): 261-265.
Blixenkrone-Moller M., Bolt G., Gottschalk E. & Kenter M. (1994). Comparative analysis of the gene
encoding the nucleocapsid protein of dolphin morbillivirus reveals its distant evolutionary relationship
to measles virus and ruminant morbilliviruses. Journal of General Virology, 75: 2829-2834.
Blixenkrone-Moller M., Svansson V., Appel M., Krosgrud J., Have P. & Orvell C. (1992). Antigenic
relationships between field isolates of morbilliviruses from different carnivores. Archives of Virology,
123: 279-294.
Cosby S.L., McQuaid S., Duffy N., Lyons C., Rima B., Allan G.M., McCollough S.J., Kennedy S.,
Smith J.A., McNeilly F. & Craig C. (1998). Characterization of a seal morbillivirus. Nature, 336: 115116.
De Swart R.L., Ross P.S., Vedder E.J., Timmermann H.H., Heisterkamp S.H., van Loveren H., Vos
J.G., Reijnders P.J. & Osterhaus A.D. (1994). Impairment of immune function in harbour seals
(Phoca vitulina) feeling on fish from polluted water. AMBIO, 23: 155-159.
Dietz R., Hansen C.T., Have P. & Heide-Jorgensen M.P (1989). Clue to seal epizootic. Nature, 338:
627.
Di Guardo G., Amaddeo D., Agrimi U. & Kennedy S. (1992a). L’infezione da Morbillivirus nei
delfini ed in altre specie di mammiferi acquatici. Obiettivi e Documenti Veterinari, 9: 23-34.
Di Guardo G., Agrimi U., Amaddeo D., McAliskey M. & Kennedy S. (1992b). Morbillivirus infection
in a striped dolphin (Stenella coeruleoalba) from the coast of Italy. Veterinary Record, 130: 579-580.
Di Guardo G., Agrimi U., Della Salda L., Terracciano G., Marruchella G., Bongiovanni L., Malatesta
D., Romanucci M., Marà M., Palmieri C. & Kennedy S. (2003). Morbillivirus Infections in FreeLiving Sea Mammals: An Overview. Proceedings of 21st Annual ESVP Meeting, Dublin, Ireland, 1013 September 2003.
Domingo M., Ferrer L., Fumarola M., Marco A., Plana J., Kennedy S., McAliskey M. & Rima B.K.
(1990). Morbillivirus in dolphin. Nature, 348: 21.
Domingo M., Visa J., Fumarola M., Marco A.J., Ferrer I., Rabanal R. & Kennedy S. (1992).
Pathological and immunocytochemical studies of morbillivirus infection in striped dolphins (Stenella
coeruleoalba). Veterinary Pathology, 26: 1-10.
Duignan P.J., House C., Geraci J.R., Early G., Copland H.G., Walsh M.T., Bossart G.D., Gray C.,
Sadove S., St Aubin D.J. & Moore M. (1995). Morbillivirus infection in two species of pilot whales
(Globicephala sp.) from the western Atlantic. Marine Mammal Science, 11 : 150-162.
23
ITTIOPATOLOGIA, 2004, 1: 15-24
Geraci J.R. (1989). Clinical investigation of the 1987-88 mass mortality of bottlenose dolphins along
the US central and south Atlantic coast. Final report to National Marine Fisheries Service, US Navy
Office of Naval Research, and Marine Mammal Commission. Guelph, Ontario, Canada;
Harder T., Willhaus T., Leibold W. & Liess B. (1990). Morbillivirus infections of seals during the
1988 epidemic in the Bay of Heligoland: III. Transmission studies of cell culture-propagated phocine
distemper virus in harbour seals (Phoca vitulina) and a grey seal (Halichoerus grypus): clinical,
virological and serological results. Journal of Veterinary Medicine B, 37: 641-650.
Jauniaux T. & Coignoul F. (2003). Causes of death of small cetaceans and pinnipeds on continental
coastlineas of the Southern North Sea. 17th Conference of the European Cetacean Society, Las Palmas
de Gran Canaria, Spain, 9-13 March 2003.
Kennedy S., Smith J.A., McCollough S.J., Allan G.M., McNeilly F. & McQuaid S. (1988a).
Confirmation of cause of recent seal death. Nature, 335: 404.
Kennedy S., Smith J.A., Cush P.F., McCollough S.J., Allan G.M. & McQuaid S. (1988b). Viral
distemper now found in porpoises. Nature, 336: 21.
Kennedy S., Smith J.A., Cush P.F., Duignan P., Platten M., McCollough S.J. & Allan G.M. (1989).
Histopathologic and immunocytochemical studies of distemper in seals. Veterinary Pathology, 26: 97103.
Kennedy S., Smith J.A., Cush P.F., McAliskey M., McCollough S.J. & Rima B.K. (1991).
Histopathologic and immunocytochemical studies of distemper in harbor porpoises. Veterinary
Pathology, 28: 1-7.
Kennedy S. (1998). Morbillivirus infections in aquatic mammals. Journal of Comparative Pathology,
119: 201-225.
Kennedy S., Kuiken T., Jepson P.D., Deaville R., Forsyth M., Barrett T., van de Bildt M.W.,
Osterhaus A.D.M.E., Eybatov T., Duck C., Kydyrmanov A., Mitrofanov I. & Wilson S. (2000). Mass
die-off of Caspian seals caused by canine distemper virus. Emerging Infectious Diseases, 6: 637-639.
Krafft A., Lichy J.H., Lipscomb T.P., Klaunbert B.A., Kennedy S. & Trautenberger J.H. (1995).
Postmortem diagnosis of morbillivirus infection in bottle-nosed dolphins (Tursiops truncatus) in the
Atlantic and Gulf of Mexico epizootics by polymerase chain reaction-based assay. Journal of Wildlife
Diseases, 31: 779-785.
Mamaev L.V., Vissero I.K., Belikov S.I., Denikina N.N., Harder T., Goatley L., Rima B., Edginton
B., Osterhaus A.D.M.E. & Barrett T. (1996). Canine distemper virus in Lake Baikal seals (Phoca
sibirica). Veterinary Record, 138: 437-439.
Osterhaus A.D.M.E., Groen J., UytdeHagge F.G., Visser I.K, van de Bildt M.W., Bergman A. &
Klingeborn B. (1989). Distemper virus in Baikal seals. Nature, 338: 209-210.
Osterhaus A.D.M.E., Groen J., Niesters H., van de Bildt M.W., Martina B., Vedder L., Vos J., van
Egmond H., Sidi B.A. & Ould Barham M.E. (1997). Morbillivirus in monk seal mass mortality.
Nature, 388: 838-839.
Visser I.K., Van Bressem M.F., de Stwart R.L., van de Bildt M.W., Vos H.W., van der Heijden R.W.,
Saliki J.T, Orvell C., Kitching P., Kuiken T., Barrett T. & Osterhaus A.D.M.E. (1993).
Characterization of morbilliviruses isolated from dolphins and porpoises in Europe. Journal of
General Virology, 74: 631-641.
24